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RK3588 EVB开发板原理图讲解【八】 RK3588 power Tree

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     楼主| 发表于 2025-3-11 15:34 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    x
    一、RK3588电源架构核心特点
      % E4 E. @9 f& R7 F
    • ​多电源域设计​
      ) P- Q, I* p8 x) U7 A. v7 ~
        / J5 z; c: C) ?$ c
      • 芯片通常划分为多个独立电源域(Power Domain),例如:0 c1 w0 j4 l  X- j9 `+ r9 q# D
          " }( J8 U  ?$ u, b" g0 F) a
        • ​CPU核域:为ARM Cortex-A76/A55组成的多核集群供电(通常为0.9V-1.2V)
        • ​GPU域:为Mali-G610 GPU核心供电(典型电压0.8V-1.0V)
        • ​NPU域:为神经网络处理器供电(可能低至0.6V-0.9V)
        • ​ISP域:支持图像信号处理器的高精度供电(如1.8V)
        • ​IO域:外围接口供电(如1.8V/3.3V)4 n  D/ c+ X. {4 b9 [3 ?
        0 [' Z# }# u( m8 B
    • ​电源管理单元(PMU)​​
      2 {+ i5 O, ~. g! e* ~7 u
        . i( V( N$ Y1 y) |) {1 {
      • 集成高精度DC-DC转换器(如 buck、boost)和LDO线性稳压器
      • 支持动态电压频率调整(DVFS)以优化能效5 ~; @7 H* G. z. a
    • ​关键电源模块​- ]2 N( I" g8 z
        $ {4 O/ Z. v# R
      • ​主电源输入:通常为5V/12V DC输入
      • ​电源树拓扑:分层降压结构(如5V→3.3V→1.8V→核心电压)
      • ​去耦电容布局:在每个电源引脚附近放置MLCC滤波电容(如10μF+100nF组合)
        * M, |7 d# x8 J, Y. Z- a7 w) _

      1 y: {, Y1 d: s" K2 x

    ​二、解读电源分布图的关键步骤
      % A' b1 [* _; k4 g
    • ​识别电源节点​/ B! Q- {3 B" O/ x! y
        ) E" O9 H; U( r" v
      • 检查图中标注的电压值(如VDD_CPU、VDD_GPU)和电流规格
      • 确认电源流向:从输入电源→PMU→各功能模块$ B  o6 h# X* M5 W
    • ​分析供电路径​
      ! y+ E2 ^- p6 w0 O

        : c5 m, ~! \1 s8 t  J
      • 追踪核心电压的产生过程(例如:5V → LDO33 → 分压电路 → CPU核心)
      • 注意旁路电容(Bypass Capacitor)的位置是否靠近负载3 C+ e, j! c2 |3 B8 i7 v- L
    • ​检查关键器件​) }3 A; k9 V- ~" A4 V0 J# P$ F
        ) x, O# e/ F0 X! U& a
      • DC-DC芯片型号(如RK8608、TPS61088)
      • LDO型号及输出电流能力
      • 电源开关电路(MOSFET驱动电路)3 g1 Y9 D4 l' X! d1 t
    • ​验证完整性​: H0 h0 }. [; @$ O
        6 ]: U& G! |. b4 i- u$ E9 _
      • 是否包含复位电路供电(如VDD_RST)
      • 时钟电路的独立供电(如VDD_CLK)
      • ESD保护二极管的位置
        $ n) R/ E4 A5 {; h6 b) R4 f

      - M7 @- m  s, B. Y

    ​三、常见问题与优化建议
      / {- g2 `5 m  m# E
    • ​电压跌落(Voltage Drop)​​
      # v0 C2 |* D9 S9 x7 |0 L, ~

        2 G( Z) F1 I+ T2 b
      • 长路径或高电流区域需增加铜线宽度或添加中继器(Buffer)
      • 检查滤波电容是否足够(高频噪声用小电容,低频用大电容)
        , E( c( [0 S) I# G7 @! [% ~, \. C
    • ​功耗优化​5 b. l1 q$ G: E

        6 S" X4 {( _- O" c/ D* U4 q
      • 对未使用的电源域启用休眠模式
      • 选择低导通电阻(RDS(on))的MOSFET
        + w7 d% i$ A+ D9 W8 |
    • ​热设计​1 P0 N* m3 C- K0 b; P

        % I% {& W8 }+ w( v' ?
      • DC-DC转换器和LDO的散热布局是否合理
      • 高功率模块附近是否有足够的散热片
        % s" u6 Q  F6 N. L* Y# p0 h

      5 ^/ a# g0 s5 Z/ D8 @

    ​四、参考资料
      5 h2 v1 c9 c2 @9 Q$ b. o' O
    • Rockchip RK3588 TRM(技术参考手册)
    • 典型电源设计方案:如《Rockchip RK3588 Development Board Power Design Guidelines》
    • EDA工具电源仿真:使用cadence Sigrity或ANSYS PowerArtist进行电源完整性分析
      - {# M+ M% v9 I; Q
    8 V- w9 c9 B" M
    下面实际分析RK3588电源分布
    电源架构设计方案说明
    $ T. Y7 o: m6 U, t/ t系统采用双电源输入架构,支持以下两种标准供电接口:
    ( {6 r: d2 X" l

      . R' |" }5 o9 u, @
    • ​主电源接口:配置标准D型电源插座(DC JACK)及AXT系列工业电源连接器,额定负载≥3A,满足大电流供电需求;
    • ​辅助电源扩展区:右侧上部预留电源规划区域,需依据系统级电源规划需求配置DC-DC转换模块。建议对以下高功耗外设进行供电评估:
      $ W; P, o9 Y5 @- m2 U
        # ?8 \  `: z& K8 n2 H
      • 高速风扇阵列(≥3A峰值电流)
      • 多分辨率摄像头模组(如4K ISP,功率密度>2W)
      • PCIe扩展卡(x16 Gen5接口,需独立供电回路)0 f* v0 }% L2 c+ N% m
      / p3 b& D7 l5 F! q
    , s, ^; ~7 a- c& e
    $ L$ K4 \7 R& H# k
    这部分是DCDC部分,把12V降压到5V和4V,其中4V给rk806  5V工给外设 主要是usb。
    & `2 {" I; i  O% E2 I5 X
    5 M  |1 G+ @) \5 V6 ~! m: Q" ~0 K6 Z3 R4 Q' c7 }3 ?+ R, ^
    1. ​电源管理单元(PMU)​
      # D9 V) m' @- @+ b8 A3 x
    • ​BUZO节点:PMU核心电路供电
    • ​LOGU系列:逻辑控制电路相关(如时钟树、复位电路)
      6 b, U% g0 z1 D. E
    2. ​外设电源分配
      ! O+ l/ |, M7 I
    • ​摄像头模块:CVD GRED和VOGUELO(ISP摄像头供电,需匹配MIPI CSI接口电压)
    • CIe接口:对应PCIe 3.0的12V辅助供电
    • ​音频编解码器:VIGAMI GUIMULAH可能为音频Codec供电(如5V/3.3V)
      4 h6 [2 U8 [4 }, T, X1 @
    3. ​电源完整性措施

      % [- v; q1 A  U* h( x5 q& {
    • ​旁路电容布局:图中密集的蓝色/紫色线条可能表示多层PCB的电源平面分割,关键节点(如DDR)旁应有高频电容(如01005封装)
    • ​去耦设计:VOG DGIOG可能为数字接口供电,并集成RC滤波网络8 |- I" a( }* J0 P
    + q/ p: i3 M; _6 v  q
    7 h4 R0 C0 h( k
    ; I- K4 y+ {, y6 ]

    ​一、整体架构概览
    核心目标:为RK3588芯片不同功能单元(CPU/GPU/NPU)提供精准供电
    % |; O) A/ {) w. ^4 P( n: ~四大模块

      $ C# M$ m/ N+ |. K3 j2 z5 t
    • ​RK860-2(主控CPU核)​​ ×2
    • ​RK860-3(负责GPU/NPU)​​ ×1
    • ​外部DC-DC转换器​ ×1
      8 L$ ]; e0 u# F& e3 b

    ​二、模块功能解析​1. RK860-2(主CPU核供电)​
      7 w3 b/ R6 X. F0 N
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      ) d# k, L, K, D( B# u: z, ~, q
        / n$ \3 W3 J  Y" n) [0 Y
      • ​VDD CPU BIG0:给大核(如A76)供电(标称电压需查芯片手册)
      • ​VDD CPU BIG1:给小核(如A55)供电
        3 K/ p1 z) {8 ]. M7 I
    • ​关键参数:
      . q8 l6 J1 L3 }3 d
        ) C/ i% y3 @& W
      • 序列号 Seq:A/B 表示硬件电路区分
      • 最大电流标注为 6A(满足多核高性能需求)
        4 L$ c0 |! Q' z; |& y* i7 u

      / x" w" C- F& P0 z% _. @0 a* A
    ​2. RK860-3(GPU/NPU专用)​
      & A' h+ J9 M$ L" c% `9 Q
    • ​输入:3.3V主电源(VCC_3V3) + 使能信号(EN)
    • ​输出:
      9 `& X' x: l5 K! e/ \

          _- U$ @  f: n0 v- h% ]$ \
      • ​VDD NPU:神经网络处理器供电) p1 g& J* O; h" K- ^) p4 z
    • ​特点:
      / p: o/ z: e0 C# u9 R* T/ F6 D

        & D$ S1 [, ?; p+ m# _4 v
      • 单独为GPU/NPU设计,支持高瞬态电流(6A峰值)
      • 通过硬件电流检测(I-sense)优化能效
        + ~6 U* z! L: e1 y; k

      1 j: h! ?8 J# `8 a; U% `& F
    ​3. EXT DC/DC转换器
      & }3 L5 Y0 T) R+ s3 f# Q
    • ​输入:主板3.3V(VCC_3V3) + ​远程使能信号​(PMC遥控_EN OUT)
    • ​输出:1V1低噪声电源(VCC 1V1 NLDO)
    • ​用途:: r& w7 u! Z1 B/ N
        ( ^& R7 p* ]0 o( n3 ^3 C
      • 为对电压敏感的模块(如DDR内存、高速接口)供电
      • 外置设计可降低主PMU热负荷
        ( j& S% z3 W3 A
      4 Q( }8 J  u/ C3 V( D4 Q# t

    ​三、信号流向与控制逻辑
      1 V# H3 ]# g) E: Q# Z( z
    • ​电源启动顺序:$ \) @+ h) X' z0 c9 I3 L; V0 J

        % u+ o! P/ n8 `( e0 z) I2 o& k
      • 所有模块需先接通3.3V主电源(VCC_3V3)
      • 通过EN信号逐级启用(避免上电冲击)
        ! d+ w, u. d2 j- S( N- ~. q4 }$ R  ]
    • ​电压协同:
      8 W, B: M9 W& v

        ' ~! t4 K" {# o& T' l1 R
      • RK860-2/RK860-3通过I2C总线通信
      • GPU负载高时自动通知RK860-2调高CPU电压
        ) c( Z, G* y: F! ~" [( z0 I* G9 u" I
    RK3588 Power Tree完整版图太大,截图看不完,需要的可以下载附件完成版。: D. C7 a1 ]/ J; v
    RK3588 power tree.pdf (432.78 KB, 下载次数: 2) 3 T% o  n. b6 Y- {9 w3 Z  a4 ?
    RK3588 EVB开发板原理图 往期链接分享:
    " U2 \' f- N& V8 Y& {/ h( rRK3588 EVB开发板原理图讲解【一】RK3588原理图设计- 整体框架设计$ c/ B1 M5 |! s0 d- R5 B
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【二】RK3588原理图设计- HDMI输出设计. k, W2 [; ~# ~& `! z- O
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【三】RK3588原理图设计- 电源管理设计( _4 W5 v2 A' U6 ]% Y6 H" s" I+ l
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【四】RK3588原理图设计- PCIE接口设计
    7 e, \4 [  F$ ^5 `0 d& e- HRK3588 EVB开发板原理图讲解【五】RK3588原理图设计- DDR电源设计4 M/ O7 O# z/ x, B; Y
    RK3588 EVB开发板原理图讲解【六】RK3588原理图设计- eMMC电路设计
    . m( @' U9 M  w9 [& uRK3588 EVB开发板原理图讲解【七】RK3588原理图设计- 开机按键电路设计% @! g, u8 S5 }0 @0 @) O

      I7 Z3 P: }: m' v- `4 V

    & I7 s% Y* ~& m+ h% Z* J5 [  B& {" S- T# ^2 p% u( D

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    发表于 2025-3-11 18:19 | 只看该作者
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